الجدول الدوري والعناصر الكيميائيةالعلوم

عنصر البورون

اقرأ في هذا المقال
  • ماهو البورون؟
  • خصائص البورون.
  • المركبات الكيميائية للبورون.
  • استخدامات البورون.

ماهو البورون؟

هو عنصر من العناصر الكيميائيّة، له رمزاً كيميائيّاً خاصاً به”B” ، له عدد ذري يساوي”5″، يقع في الدورة الثانية والمجموعة الثالثة عشر من الجدول الدوري، يُعتبر عنصر رئيسي للمجموعة، لذلك سُميت المجموعة على اسمه” مجموعة البورون”.

لا يمكن أن يوجد البورون بشكل حر في الطبيعة؛ الأمر الذي يجعله يتبع في تصنيفه إلى أشباه الفلزات، حيث يتواجد في كل من الكون والأرض بكميات قليلة نوعاً ما، هذا ومن الممكن أن يتم العثور عليه متحداً مع الأكسجين ليكون مجموعة من المعادن، إضافةً إلى أنّه من الصعب أن يتم انتاج وتكوين هذا العنصر بشكلٍ صناعي في الطبيعة، حيث يتواجد طبيعيّاً.

هذا وقد يحتوي البورون على عدة أشكال ومُتآصلات فمثلاً من الممكن أن يأخذ شكلاً لابلوريّاً يظهر باللون البني ، في حين أنّ بلوراته الأصلية تكون عبارة عن مادة شديدة الصلابة والقساوة تمتاز بلونها الأسود إلى جانب أنّها رديئة التوصيل للكهرباء.

يتم تحضير البورون عن طريق القيام بعملية اختزال لأكسيد البوريك مع معدن الألمنيوم أو المغنيسيوم، ومن الممكن ان يتم تحضيره عن طريق القيام باختزال واحد من الأشكال المتطايرة للبورون وذلك عن طريق الأكسجين بشرط أن تكون درجات الحرارة عالية جداً.

وقد يتم تحضير البورون البلوريّ عن طريق القيام بمعالجة البوراكس بحمض كلور الماء، ومن ثم يتم معالجة نواتج هذه العملية حرارياً وذلك للحصول على ثلاثي أكسيد البورون.

يتواجد البورون في العديد من الأحياء، الأمر الذي يجعله من أهم المُغذيات الرئيسية للنباتات، ولكن في حال ازدادت كمية البورون عن المعدل الطبيعيّ فإن هذا الأمر سيسبب مباشرة تسمم للعديد من النباتات.

خصائص البورون:

  1. يمتاز البورون بشفافيته العالية بالمقارنة مع باقي العناصر الأخرى.
  2. له ناقلية كهربائيّة ضعيفة.
  3. يمتاز بقدرته العالية على مقاومة الشد.
  4. يُعتبر البورون ثاني أعلى العناصر الكيميائيّة صلابةً وقساوة.
  5. تتشابه أشكال البورون في خصائصها الفيزيائية والكيميائية.
  6. يُعتبر البورون البلوري مادة قاسية سوداء اللون.
  7. يتشابه مع الكربون وذلك من خلال وجودهما بعدة مُتآصلات ثابتة.
  8. له نظام بلوري معيني الشكل.
  9. له طاقة تأين عالية.
  10. يُعتبر من أشباه الفلزات.
  11. يُعدّ البورون خامل كيميائياً.
  12. يُعتبر البورون من العناصر ثلاثية التكافؤ.
  13. يظهر البورون بعدة أشكال، بحيث أنّه قد يكون له شكلاً بلوري أو غير بلوري.

المركبات الكيميائية للبورون:

يحتوي البورون على مجموعة من المركبات التي قد تكون أو عضوية أو لاعضوية، ومن أشهر مركباته اللاعضوية مركباته مع الهيدروجين حيث تكون هذه المركبات على شكل بورانات والتي تمتاز بقدرتها على التأكسد بشكلٍ مباشر من خلال أكسجين الهواء، إلى جانب مركب البورازين وهو مركب ناتج من ارتباط كل من الهيدروجين والنيتروجين.

ومن أشهر مركبات البورون هو مركب ثنائي البورون إضافةً إلى نواتج تحلُّله الحرارية والتي قد تكون على شكل بورون خماسيّ أو بورون عشاريّ.

يُعتبر نتريد البورون من أهم وأشهر المركبات الكيميائيّة التابعة للبورون، يكون على شكل صلب ليس له لون، يحتوي على صيغة كيميائيّة خاصة به، كما أنّه ينتمي إلى مجموعة النيتريدات، هذا وقد يحتوي نتريد البورون على شكلين أساسيّن هما ألفا وبيتا.

هذا وقد يُعتبر كل من أكسيد البورون وحمض البوريك وغيرها الكثير من المركبات العضوية غير السامّة والضارة على صحة الإنسان والحيوان، ولكن بشرط أن يتم استخدامهما بالحد المسموح به وضمن الكميات المناسبة.

حيث تُعتبر البورونات من المركبات سريعة الاشتعال، لذلك يُنصح بأخذ الحيطة والحذر عند استخدامها، كما أنّ هناك مركب آخر يعرف باسم بورهيدريد الصوديوم والذي يُعتبر من أخطر المركبات الرئيسيّة للبورون؛ وذلك بسبب خواصه الإختزالية التي تجعل منه مادة مسببة للحرائق.

استخدامات البورون:

  • يتم استخدامه بشكل واسع في الإشارات والألعاب النارية؛ وذلك تبعاً للونه الأخضر المُتوهج والمُتميز.
  • يتم استخدامه كمادة تعمل إشعال وقود النفاثات.
  • تدخل العديد من مركباته في صناعة أنواع مُتعددة من النسيج، إضافةً إلى استخدامه في صناعة زجاج البوروسيليكات.
  • يمكن استخدام حمض البوريك كمبيد حشري، يعمل ضد الحشرات والبراغيت والنمل.
  • يمكن استخدامه في عمليات التركيب العضوي.
  • هناك مجموعة محددة من مركباته يمكن اعتبارها على أنّها مادة حافظة للأخشاب.
  • يتم استخدامه في صناعة العديد من المُفاعلات النووية، حيث يُعتبر البورون درعاً واقياً للحماية من الاشعاعات والكشف عن النيوترونات.
  • تدخل خيوط البورون في صناعة هياكل مركبات الأجواء العالية والفضاء؛ وذلك نظراً لقوة هذه الخيوط الكبيرة، إلى جانب كتلتها المنخفضة.
  • يمكن استخدام البورون في تطبيقات مُتعددة، حيث يمكن استخدامه كغشاء منفذ للسكر، إلى جانب استخدامه في العديد من المجالات الطبية خاصة في علاج الروماتيزوم والآم المفاصل.
  • يتم استخدام ألياف البورون في تركيب الطائرات والمركبات الفضائية.
  • يمكن استخدامه بشكل كبير في صناعة العديد من المواد والمستهلكات الرياضية كمضارب الغولف.

المصدر
Boron nitride substrates for high-quality graphene electronicsالبورون Boron Boron

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى